книги / Справочник по производственному контролю в машиностроении

увеличение — 30х : поле зрения — 9 мм; увеличение окуляра—15х . Прибор ПСС-2 представляет собой усовершенствованную видоиз­ мененную модель ранее выпускавшегося прибора МИС-11. В отличие от прибора МИС-11 поле зрения у прибора ПСС-2 при работе со всеми объективами соответствует базовым длинам по ГОСТ 2789—73. Прибор снабжен объективами-планахроматами, обеспечивающими одинаковую

резкость как в центре поля зрения, так и на краях. Объективы уста­ новлены попарно, при этом всегда сохраняется угол 90° между осями

серийно выпускается отечественной 'Промышленностью. Отличительная особенность ОРИМ-1 — использо­ вание одного объектива, проектиру­ ющего растр и одновременно рас­ сматривающего измеряемую поверх­ ность и спроектированный на нее

также фотографирование поверхно­ стей. Прибор снабжен тремя объек­ тивами. Поле зрения прибора для различных объективов (мм): 2,5; 0,9; 0,4; общий вид прибора пока­ зан на рис. 12.5.

В соответствии с ГОСТ 9847—61, приборы типа МИИ (микроинтер­ ферометры) должны обеспечивать определение шероховатости поверх­ ности путем вычисления по параметрам Rz и R a в пределах с 10-го по 14-й классы.

Втабл. 12.6 приведены оптические характеристики приборов типа МИИ.

ВСССР в соответствии с ГОСТ 9847—61 выпускаются следующие модели приборов тина МИИ.

1.Микроинтерферометр МИИ-4 — двухобъективиый прибор пред­ назначен для визуальной оценки, измерения и фотографирования вы­ соты неровностей тонко обработанных наружных поверхностей изделий. Пределы]измерения—10—12-й классы шероховатости, увеличение при ви­

зуальном наблюдении —500х , при фотографировании — 290х ; поле зрения — 0,32 мм. Проверяемая поверхность освещается белым и моно­ хроматическим светом. Вариация показаний для всех классов шерохо­ ватости не превышает 0,04 мкм.

интерференционный микроскоп. Пределы измерения — 10— 12-й классы шероховатости; увеличение при визуальном наблюдении— 5 0 0 Х , при фотографировании— 125Х; поле зрения — 0,35 мм. Прибор работает в белом и монохроматическом свете. Наименьшая высота неровностей, которую можно измерить на приборе, составляет 0 ,0 2 6 мкм. Прибор отличается от МИИ-4 более резкой и яркой интерференционной кар­ тиной.

3. Микроинтерферометр МИИ-10 отличается от предыдущих моде­ лей тем, что на нем дополнительно можно производить измерения иммер- сионно-репликовым методом в монохроматическом свете. Сочетание иммерсионно-репликового метода с двухлучевой интерференцией позво­ ляет измерять шероховатость поверхности в диапазоне от 5 до 12-го класса шероховатости. Иммерсионно-репликовым методом пользуются для измерения высоты неровностей металлических и неметаллических поверхностей в труднодоступных местах и внутренних поверхностей де­ талей любых размеров и конфигурации, в том числе и без снятия деталей со станка. Материалом для реплик служит основа кинопленки е извест­ ным показателем преломления. Реплика, снятая с измеряемой поверх­ ности, помещается в камеру с иммерсионной жидкостью и устанавли­ вается вместо измеряемой детали. Набор иммерсионных жидкостей, входящих в комплект прибора, позволяет измерить цену деления интер­ ференционной полосы.

Цена деления интерференционной полосы К может быть определена по формуле

TS __ ______ ^ ______

А ” 2 (п2— пх) ’

где X — длина волны света в мкм; п г — показатель преломления иммер­

0,589

2 (1,506 — 1,449) : 5,2 мкм«

4. МИИ-12 — микроинтерферометр предназначается для измере­ ния шероховатости поверхностей, у которых следы обработки располо­ жены произвольно (хонингование, электрополирование и др.). Пределы измерения высот неровностей — 0,03—0,8 мкм (10—12-й классы ше­ роховатости). Длина рабочего участка в плоскости объекта — 0,25 мм.

В приборе используется специальная спектральная насадка, уста­ навливаемая вместо окуляра. Это позволяет из общего изображения измеряемой поверхности вырезать узкий участок, который затем раз­ вертывается в спектр. В поле зрения прибора наблюдается как бы серия профилограмм, записанных в разных масштабах, уменьшающихся от фиолетовой полосы к красной.

Технические характеристики применяющихся в настоящее время отечественных оптических приборов для измерения высоты неров­ ностей приведены в табл. 12.7.

В соответствии с ГОСТ 9504—60 «Приборы щуповые для определе­ ния шероховатости поверхности» должны выпускаться как профплометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое от­ клонение профиля поверхности R a, так и профилографы, записывающие

Погрешность передаточного отношения профилометров 6П вычи­ сляется по формуле

bn = R a ~ Ra 100%, Ra

где R a — показание прибора в мкм; R a — величина задаваемых игле перемещений в мкм.

Погрешность профилометра б вычисляется по формуле

R— R'

б„ -ii-5— 100%,

где R a — показание прибора в мкм; Rao — среднее арифметическое отклонение профиля поверхности исходного образца в мкм.

Погрешность передаточного отношения профилографа 6П (в %) вычисляется по формуле

796 Измерение шероховатости поверхности

Иглы приборов (по ГОСТ 9017—59) должны иметь радиусы закруг­ ления 2 или 10 мкм.

В соответствии с ГОСТ 9504—60 отечественная промышленность вы­ пускает три типа приборов с электромеханическими преобразователями.

1. Профилограф-профилометр модели 201, блочной конструкции (рис. 12.6) предназначается для измерения шероховатости поверхности в пределах 5—14-го классов.

Рис. 12.6

Для классов 5—12 измерение производится по параметру R a (отсчет показаний ведется по показывающему прибору). Для классов 5—14 про­ изводится также запись показаний в виде профилограммы, по которой

2. Профилометр-профилограф модели 202 по сравнению с мо­ делью 201 более универсален и позволяет расширять диапазон верти­ кальных увеличений и измерять шероховатость криволинейных поверх­ ностей. Прибор укомплектован специальными устройствами:

1) для определения шероховатости криволинейных поверхностей

срадиусом от 50 мм до оо;

2)для определения шероховатости шариков и роликов диаметром

5)приспособлением для измерения волнистости;

6)приспособлением для измерения шероховатости малых отверстий диаметром от 3 мм на глубину 5 мм.

3.Профилометр модели 240 — переносный прибор — предназна­

ность показаний ±16% ; измерительное усилие— 1 гс (1 сН); радиус ощупывающей иглы — 10 мкм.

В последнее время взамен переносного профилометра модели 240 освоен портативный профилометр модели 253. Прибор предназначается для измерения шероховатости поверхности изделий в цеховых условиях.

Действие прибора основано на принципе ощупывания алмазной иглой измеряемой поверхности. Колебания иглы преобразуются в на­ пряжение с помощью механотронного преобразователя. Шкала прибора

К прибору прилагаются стойка и призма для измерения цилиндри­ ческих деталей.

Помимо универсальных контактных приборов, отечественная про­ мышленность выпускает приборы специального назначения, предназна­ ченные для измерения шероховатости прямолинейных поверхностей наружных и внутренних колец шарикоподшипников, дорожек качения наружных и внутренних колец подшипников с радиусом желоба дорожки качения 3—8 мм.

Метод слепков. Часто встречаются изделия, шероховатость поверх­ ностей которых невозможно определить с помощью приборов. В таких случаях применяют метод слепков. Сущность его состоит в том, что по определенному рецепту изготовляют специальную массу, которую с уси­ лием прикладывают к поверхности измеряемой детали. После того как

798 Измерение шероховатости поверхности

масса застынет, она легко отделяется от поверхности. Граница сопри­ косновения массы с поверхностью повторяет неровности, имеющиеся на испытуемой поверхности. Измерив шероховатость поверхности слепка, можно определить параметры шероховатости проверяемой по­ верхности.

Материалами для изготовления слепков могут быть: целлулоид, легкоплавкие сплавы, воск, гипс-хромпик, лак-цапон, парафин, сера, масляная гуттаперча и др. Наилучшие результаты по воспроизводи­ мости дают слепки из масляной гуттаперчи, воска. Масляная гутта­ перча при нагревании ее до 89—90° С (горячая вода) становится пла­ стичной и высокопластичной, что позволяет получить форму тончайших контуров предмета.

Исходными материалами для приготовления массы являются гут­ таперча — 45%, минеральное масло (трансформаторное) — 35%, неф­ тяной битум марки У — 20% (применяется как связующий материал).

Для изготовления массы в разогретое масло опускают кусочки би­ тума и на умеренном огне доводят его до кипения, все время помешивая его. Когда битум совершенно растворится, необходимо дать раствору отстояться, чтобы осели твердые частицы. Очищенный раствор следует слить, не смешивая его с остатками примесей, осевших на дно. Слитый раствор битума в масле опять доводят до кипения и добавляют к нему небольшими порциями мелко нарезанную гуттаперчу при этом все время масса тщательно перемешивается. Когда перемешивание массы вследствие густоты становится затруднительным, следует вынуть из посуды массу и перемешивать ее руками до исчезновения твердых ко­ мочков. После этого массе придают форму пластинки толщиной 5—6 мм и прижимают ее к контролируемой поверхности для снятия слепка.

На рабочем месте не всегда удобно пользоваться существующими приборами для измерения шероховатости поверхности. Поэтому широко распространен метод контроля шероховатости сравнением изделия с аттестованной деталью или со стандартным образцом шероховатости. Этот метод не дает числовой оценки шероховатости, но в пределах одного класса чистоты позволяет оценить шероховатость поверхности. Сущность метода состоит в том, что визуально (на глаз) или осязанием (ногтем или ребром монеты) с помощью лупы или специального микро­ скопа сравнения поверхность детали сравнивается с поверхностью стан­ дартного образца. При контроле с помощью микроскопа сравнения в поле зрения микроскопа одновременно наблюдаются контролируемая поверхность и поверхность стандартного образца при одинаковом уве­ личении и освещенности. Стандартный образец должен быть того же класса, что и сравниваемая деталь.

В качестве стандартного образца могут быть детали или специально изготовленные образцы, рабочие образцы шероховатости поверхности, изготовляемые по ГОСТ 9378—60. Стандартные образцы должны быть изготовлены из тех же материалов, из которых изготовляются детали, подлежащие контролю. Их поверхности должны быть обработаны тем же методом (точением, фрезерованием, шлифованием и т. д.), что и сравни­ ваемые поверхности, так как вид поверхностей, обработанных различ­ ными механическими способами, имеющими одинаковые величины не­ ровностей, отличаются друг от друга. При визуальном или осязатель­ ном контроле правильные результаты получаются только для поверх­ ностей до 7—8-го класса шероховатости. Контроль с помощью лупы дает правильные результаты до 9-го класса шероховатости. При кон­

800 Измерение шероховатости поверхности

Поверка профилографов производится по ГОСТ 14627—69. Верти­ кальное увеличение поверяют по аттестованным вибраторам по сину­ соидальному’сигналу, частота которого соответствует шагу неровностей 30 мкм при максимальной скорости трассирования. Поверка вертикаль* ного увеличения может производиться по аттестованным одноштрихо­ вым образцам, а также по ступенькам, образованным из плоскопарал­ лельных концевых мер длины, притертых к пробному стеклу.

Профилометры проверяются по ГОСТ 14628—69. Погрешность при­ бора определяют с помощью вибраторов и аттестованных образцов с регулярным профилем.

Поверка двойных микроскопов осуществляется по инструкции 147—58 Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при СМ СССР. Погрешность прибора определяется по аттестованным одно­ штриховым образцам.

Поверка рабочих образцов шероховатости поверхности произво­ дится по ГОСТ 14026—68. В соответствии с ГОСТом шероховатость ра­ бочей поверхности образцов проверяется профилографом или профило­ метром на 10 участках, расположенных равномерно по всей поверх­ ности образца, с интервалами между участками не менее 2 мм.

При определении шероховатости поверхности образца с помощью профилографа значения Rz и R a вычисляются по профилограмме в со­ ответствии с ГОСТ 2789—73 и методическими указаниями № 176 Коми­ тета стандартов, мер и измерительных приборов при СМ СССРх.

Список литературы

1.Карташов А. И. Шероховатость поверхности и методы ее изме­ рения. М., Стандартгиз, 1964, с. 163.

2.Лоповок Т. С. Стандартизация размерных параметров в машино­ строении. М. Стандартгиз. 1969, с. 198.

хВзамен методических указаний разрабатывается ГОСТ.